技術頻道

      高壓變頻調速在4PE裝置上的應用

      1 引言

      二十世紀九十年代引進北歐化工公司年產25萬噸/年北星雙峰聚乙烯裝置,即我公司4pe(第四套聚乙烯裝置)。能生產21個牌號的產品(ll-dpe至hdpe)。低密度高分子量的聚乙烯粒子,它是制造薄膜、吹塑、涂層、管材、電纜(光纜)護套、注塑等的原料。

      2 4pe裝置有兩個設備應用高壓變頻調速

      (1)p-302環(huán)管軸流泵

      雙峰聚乙稀技術的工藝核心是在環(huán)管反應器中以超臨界進行乙烯聚合反應。所有原料(主要是乙烯)及催化劑(來自預聚反應器)由環(huán)管軸流泵連續(xù)送入環(huán)管反應器(r-302)。它由一個帶水冷卻的六根24英寸直管所組成。由于生產工藝要求不同,因此需要環(huán)管軸流泵調速——即調節(jié)軸流泵的流量。

      環(huán)管軸流泵p-302,輸送物料(介質為丙烷淤漿)。流量(max)8267m3/h,揚程(max)36m,軸功率900kw。

      選用高壓電動機:

      abb hx2-450-ll4,3.3kv、182a、900kw、4p,im電機,61.9hz時為1848.7r.p.m

      cosα=0.89 η=80%

      選用配套高壓變頻調速器:abb公司acs 1000系列變頻調速器

      型號規(guī)格:acs 1013-a2-k0-00

      容量:1100kva(可適配900kw電動機)

      輸出電流:(max)192a

      輸出電壓:0~3.3kv

      輸出頻率:0±66hz(可選0±122hz)

      p-302環(huán)管軸流泵變頻調速應是流量閉環(huán)控制系統(tǒng)。

      (2)p-703擠出機出口齒輪增壓泵

      從氣相反應器來的聚乙稀粉料、添加劑、碳黑母料等由擠出機的進料裝置送入螺桿擠出機,并在其中熔化、均化,造粒以形成一定形狀的顆粒。為了造粒的需要,將擠出機出口的熔體,由齒輪增壓泵提升熔體壓力,送至造粒機進行水下切粒、冷卻、脫水、干燥氣送至儲料倉/包裝。

      齒輪增壓泵根據生產工藝不同的要求,需要調速來改變壓力(h∝n2),因此采用變頻調速,應是壓力閉環(huán)控制系統(tǒng)。

      齒輪泵型號:gp450t-m,泵的流量(max)3600kg/h,調速范圍4.5r.p.m~45r.p.m。

      選用高壓電動機:

      abb ama-450-l6l(bathf)

      im電機3.3kv,1350kw,6p。

      51.6hz-58.1hz

      1021r.p.m-1150r.p.m

      345a-350a(fla)

      選用abb公司acs 100系列高壓變頻器。

      型號規(guī)格:acs1013-a2-p0-00 1700kva,297a可適配1400kw電動機。(實際使用1350kw)

      (3)4pe聚乙烯裝置中還有一臺低壓變頻調速系統(tǒng)

      造粒工藝最后一個環(huán)節(jié)是水下切粒機。

      l-702切粒機(水下切粒機)

      型號:adc100,150kw,轉速55-550r.p.m,刀數12把,直徑770.6mm。

      因為粒子大小,尺寸要求不同,所以切粒機由變頻電動機機調速驅動。調速范圍:55-550r.p.m。

      由于電動機功率為150kw(中小型容量),所以采用低壓變頻調速器。3φ,380v,容量≈170kva。應是一個轉速閉環(huán)系統(tǒng)。


      3 工業(yè)水#208泵變頻調速節(jié)能改造

      abb公司acs 1000系列中壓變頻調速器除了4pe聚乙烯裝置有兩臺應用外,還有一臺應用于我公司工業(yè)水#208機泵上。工業(yè)水泵房共有十三臺6kv高壓電機拖動的離心水泵,一側有六臺并聯運行,另一側有七臺并聯運行,功率有780kw,260kw兩種。十三臺水泵分別經過各自出水調節(jié)閥和止逆閥匯入母管向公司生產裝置供應工業(yè)水,壓力5.0-5.5kg/cm3,流量5000-5500m3/h。不過一年四季、一天24小時流量都在變化而且是隨機的。為了適應供水量的變化,一側選用一臺變頻調速泵來調節(jié)流量,其他泵則恒速運行,不用調節(jié)閥門來調節(jié)流量。

      #208泵變頻改造,應是恒水壓閉環(huán)控制系統(tǒng)。選用acs1013-a2-j0-00變頻器。950kva,3.3kv,166a,適配800kw電機。

      原來電動機ykk,6kv,780kw,985p.p.m,為了匹配3.3kv變頻器,將電動機原y接法改為△接法。

      #208工業(yè)水泵變頻節(jié)能改造項目,于2003年上半年安裝投運。平均節(jié)電率在20%~30%,投資費用(約134萬元)可在2年~2年半回收。

      鑒于當時acs1000系列變頻器尚無6kv級的產品(目前acs5000系列已可以供應6kv~6.9kv變頻器了)為了適應3.3kv電壓級別,或是配abb3.3kv電動機,或是將原6kv電動機y接改為△接線。但是筆者認為今后項目應直接采用6kv變頻器,理由是:

      ● 進口3.3kv電動機,價格昂貴,還有備臺問題。

      ● 6kvy接法改為△接法,

      6kv/1.732=3.46kv(6.6kv/7.732=3.81kv)因此,acs1000系列,3.3kv變頻器電壓嫌低些,恐怕電機出力不足。


      參考文獻

      [1] 中石化集團. 4pe聚乙烯裝置. 上海石化公司生產裝置工藝技術簡介第七冊

      [2] #208工業(yè)水泵變頻節(jié)能改造小結

      [3] acs 1000系列中壓變頻器技術資料

      作者簡介

      喬蕭軍 電氣技師 現任職于上海石化股份有限公司塑料事業(yè)部,多年來一直從事電氣維修和設備管理工作。

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